最近Current Biology發(fā)表的一篇關(guān)于高糖毒性耐受的研究文章，這篇文章被《科學》雜志新聞報道。該文章的核心意思是，糖對某些動物如果蠅是有毒的，果蠅可以對高糖產(chǎn)生耐受，研究對這種耐受的分子基礎(chǔ)進行了研究。高糖對果蠅的毒性是因為氧化應激，或者自由基產(chǎn)生太多，而耐受力強的果蠅能產(chǎn)生更高比例的抗氧化物。這個研究說明，抗氧化能力是可以根據(jù)需要進行調(diào)整的，缺乏這種調(diào)整能力的動物無法耐受這種毒性傷害。

氫氣的抗氧化能力與這種內(nèi)源性抗氧化耐力不同，氫氣本身具有抗氧化能力，當然也有研究發(fā)現(xiàn)氫氣能通過提高細胞本身的抗氧化能力發(fā)揮作用，例如動物呼吸氫氣組織內(nèi)血紅素加氧酶1、SOD和過氧化氫酶等抗氧化酶活性增加，氫氣的這種誘導細胞自身抗氧化能力和這種果蠅耐受高糖的情況非常類似。

自然界的動物飲食習性差異非常大，有肉食動物，有素食動物，也有雜食動物，人類就是一種典型的雜食動物。雜食動物能適應不同類型的飲食，個體遺傳因素決定了應對不同飲食結(jié)構(gòu)的難易程度。即使是雜食動物，如果飲食結(jié)構(gòu)過于失去平衡，例如熱量過多將會導致代謝問題甚至疾病的發(fā)生。

研究結(jié)果模式圖

德國赫爾辛基大學副教授Ville Hietakangas說，動物可以通過探測食品營養(yǎng)狀態(tài)對代謝方式進行調(diào)節(jié)，許多代謝通路屬于氧化還原反應，因此氧化還原平衡也是細胞代謝的關(guān)鍵信號。最近他所在的課題組對氧化還原平衡對高糖飲食的調(diào)節(jié)方式進行了研究，發(fā)現(xiàn)動物細胞有一種新的提高細胞還原力的策略。

細胞還原力是高糖營養(yǎng)狀態(tài)需要，從糖向脂肪轉(zhuǎn)化等高糖代謝模式容易產(chǎn)生更多自由基和氧化損傷，細胞需要更多還原能力才能應對這種氧化應激狀態(tài)。如果失去這種能力，果蠅會失去耐受糖的能力，高糖飲食無法健康生長和甚至難易生存。

調(diào)控基礎(chǔ)是蛋白激酶SIK3參與的，SIK3是鹽誘導激酶，又叫QSK，屬于絲／蘇氨酸蛋白激酶AMPK相關(guān)激酶家族成員，與其他AMPK相關(guān)蛋白類似，SIK3的T環(huán)結(jié)構(gòu)域可以被LKB1.5磷酸化。磷酸化后產(chǎn)生一個14-3-3結(jié)合位點，能促進該蛋白的催化活性和細胞內(nèi)定位。SIK3有許多生物學功能，其中包括能量代謝和生長的調(diào)控。

葡萄糖6磷酸脫氫酶G6PD是細胞氧化還原平衡的重要調(diào)節(jié)因子，SIK3能磷酸化激活葡萄糖代謝限速酶G6PD。SIK3能提高NADPH/NADP+比例，NADPH能增加細胞內(nèi)抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽水平，能提高果蠅耐受高糖飲食的能力。SIK3控制NADP+還原為NADPH是通過G6PD磷酸化實現(xiàn)的。SIK3基因表達可以被糖調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子復合物Mondo-Mlx調(diào)節(jié)，Mondo-Mlx是糖耐受的關(guān)鍵因子。同時抑制SIK3 和 Mondo-Mlx可以加強高糖飲食的致死效應。研究結(jié)果說明，SIK3和Mondo-Mlx聯(lián)合通過調(diào)節(jié)NADPH/NADP+水平，維持細胞耐受高糖造成的毒性效應。

MariTeesalu, Bohdana M. Rovenko, Ville Hietakangas. Salt-InducibleKinase 3 Provides Sugar Tolerance by Regulating NADPH/NADP Redox Balance.Current Biology, 2017;